Устройство для контроля формы поверхности

 

Изобретение относится к технике измерения отклонений формы и радиуса кривизны сложных поверхностей и, в частности, к устройствам автоматического измерения формы параболических антенн СВЧ-диапазона бесконтактным методом. Целью изобретения является повышение точности измерений, помехозащищенности, расширение диапазона измерений и повышение разрешающей способности при контроле отклонений профиля контролируемой антенны от эталонной. Устройство содержит лазер, модулятор интенсивности лазерного луча, генератор качающейся частоты, генератор линейно изменяющегося напряжения, генератор развертки, каллиматоры с приводами управления оптическим усилением, вариообъективы с приводами управления фокусным расстоянием, дефлекторы лазерного луча, управляемые от привода фотоприемник, смеситель, линию задержки, схему совпадений, инвертор, цифровой измеритель частоты, цифровой блок, информационный контроллер, цифроаналоговые преобразователи. 4 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению отклонений формы и радиуса кривизны сложных поверхностей, и, в частности, к устройствам автоматического измерения формы параболических зеркальных антенн СВЧ-диапазона бесконтактным методом.

Устройство предназначено для контроля формы зеркальных антенн в виде параболоидов вращения и параболических цилиндров.

Наиболее близким техническим решением по своей сущности и достигаемому эффекту является устройство [1] Известное устройство содержит оптический датчик (лазер), механизм угла поворота лазера с двумя степенями свободы, механизм привода для трехмерного перемещения лазера, процессор, контроллер для управления перемещением. В данном устройстве эксплуатируется амплитудный принцип контроля формы поверхности при отражении от нее лазерного пучка.

Однако известное устройство имеет недостаточную точность, помехозащищенность и диапазон измерений отклонений профиля. Это обусловлено самой природой амплитудного метода. Уровень, состав и диапазон информационного оптического сигнала в прототипе зависят от стабильности лазера, внешних оптических помех, точности позицирования оптического датчика, распределения поля в сечении луча лазера. Указанные флюктуации возможно учесть, привлекая статистические и корреляционные принципы обнаружения и измерения сигнала.

Целью изобретения является повышение точности и помехозащищенности, расширение диапазона измерений отклонения профиля и увеличение пространственного разрешения положения отклонений профиля параболических антенн.

Цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее лазер, приводы для пространственного перемещения луча лазера, фотоприемник, процессор и контроллер для управления перемещением, введены следующие функциональные узлы: модулятор (М) интенсивности лазерного (Л) луча, электрический вход которого соединен с выходом генератора качающейся частоты (ГКЧ), вход указанного ГКЧ подключен к выходу генератора линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН), а вход ГЛИН соединен с выходом генератора развертки (ГР); эталонная параболическая антенна (ЭА), установленная соосно с контролируемой антенной (КА) и обращенная вогнутой поверхностью к вогнутой поверхности КА; между М и осевым отверстием в КА последовательно и соосно установлены первый коллиматор с управляемым оптическим усилением с помощью привода перемещения подвижных элементов афокальной насадки объектива и первый вариообъектив с управляемым фокусным расстоянием с помощью привода перемещения составных частей оптической системы, так что размер фокального пятна на поверхности КА сохраняется постоянным для любой координаты поверхности КА; дефлекторы лазерного луча, размещенные в фокусах КА и ЭА и синхронно управляемые в двух ортогональных плоскостях от общего привода; между осевым отверстием в ЭА и фотоприемником последовательно и соосно установлены второй вариообъектив с управляемым фокусным расстоянием с помощью привода перемещения составных частей оптической системы и второй коллиматор с управляемым оптическим усилением с помощью привода перемещения подвижных элементов афокальной насадки объектива; фотоприемник, выход которого соединен с первым входом смесителя, второй вход смесителя подключен через линию задержки к выходу ГКЧ, а выход смесителя соединен с первым входом схемы совпадения (СС), второй вход СС подключен через инвертор к выходу ГР; цифровой измеритель частоты (ИЧ), информационный вход которого соединен с выходом СС, а вход стробирования с выходом инвертора; цифровой процессор (СР) для вычисления отклонения и полярного радиуса профиля КА, входная шина данных которого соединена с выходом ИЧ, а его вход управления подключен к выходу инвертора; информационный контроллер (ИК) для формирования цифровых кодов команд управления пространственным положением лазерного луча, оптическим усилением коллиматоров и фокусным расстоянием вариообъективов, выходные шины данных которого соединены с соответствующими приводами через цифроаналоговые преобразователи (ЦАП), вход управления ИК соединен с выходом ГР и с шиной внешней синхронизации.

В основу работы предложенного устройства положен частотный принцип измерения разности временной задержки между лазерным лучом, модулированным по интенсивности частотно-модулированным сигналом (ЧМ), прошедшим между КА и ЭА, и тем же электрическим ЧМ сигналом, задержанным на фиксированное время в линии задержки (ЛЗ). Временная задержка преобразуется в смесителе в разностную частоту между частотой модуляции задержанного в ЛЗ и частотой модуляции измерительного лазерного луча. Эта разностная частота линейно связана с локальным отклонением профиля КА от ЭА. Далее эта частота преобразуется в цифровой код ИЧ и поступает на вход цифрового процессора (СР), вычисляющего отклонение профиля в локальной точке поверхности КА. Для управления лучом лазера между КА и ЭА в их фокусах размещены двумерные дефлекторы. Для обеспечения постоянства размера пятна лазерного луча на поверхности КА между оптическим модулятором и осевым отверстием в КА соосно и последовательно размещены коллиматор с управляемым оптическим усилением и вариообъектив с управляемым фокусным расстоянием, а для обеспечения постоянства размера рецепторного пятна между осевым отверстием в ЭА и фотоприемником соосно и последовательно размещены вариообъектив с управляемым фокусным расстоянием и коллиматор с управляемым оптическим усилением.

Сигналы управления приводами дефлекторов, коллиматоров и вариообъективов формирует по заданным координатам Х, Y КА информационный контроллер (ИК), выходные шины данных которого соединены с приводами через соответствующий ЦАП, а вход внешнего управления ИК соединен с входом ГР.

Частотный принцип позволяет реализовать более высокую точность измерения отклонений профиля, более широкий диапазон измерения отклонений, а динамическая фокусировка пятна измерительного луча на КА и рецепторного пятна на ЭА позволяет существенно увеличить помехозащищенность, повысить пространственное разрешение положения отклонения на поверхности КА.

На фиг. 1 представлена схема устройства с блоком оптико-электронной обработки информационных сигналов; на фиг. 2 приведена расчетная геометрическая схема параболоида вращения; фиг. 3 поясняет ход лучей при отражении от деформированной параболической поверхности; на фиг. 4 показаны временные диаграммы управляющих и информационных сигналов в блоке оптико-электронной обработки.

Устройство (фиг. 1) для контроля формы параболических антенн содержит лазер 1, модулятор (М) 2 интенсивности лазерного луча, электрический вход данного М соединения с выходом генератора качающейся частоты (ГКЧ) 3, вход указанного ГКЧ подключен к выходу ГЛИН 4, а ГЛИН соединен с выходом генератора развертки (ГР), по ходу луча лазера последовательно и соосно установлены коллиматор 6 с приводом (ПР-1) 7 управления оптическим усилением и вариообъектив 8 с приводом (ПР-2) 9 управления фокусным расстоянием. Измерительный луч лазера проходит через осевое отверстие контролируемой антенны (КА) на отражатель двумерного дефлектора 10, размещенного в фокусе параболической КА 11; соосно с КА и с обращенной вогнутой поверхностью к вогнутой поверхности КА установлена эталонная параболическая антенна (ЭА) 12, в фокусе которой размещен двумерный отражательный дефлектор 13. Указанные дефлекторы управляются от привода (ПР-3) 14 в двух ортогональных плоскостях; соответственно в плоскости XOZ-приводом ПР-3Х, в плоскости YOZ-приводом ПР-3У; между осевым отверстием в ЭА и фотоприемником последовательно по ходу лазерного луча и соосно установлены вариообъектив 15 с приводом (ПР-4) 16 управления фокусным расстоянием и коллиматор 17 с приводом (ПР-5) 18 управления оптическим усилением; фотоприемник 19, выход которого соединен с первым входом смесителя 20, второй вход смесителя подключен через линию 21 задержки к выходу ГКЧ, а выход смесителя соединен с первым входом схемы совпадения (СС) 22, второй вход СС подключен через инвертор 23 к выходу ГР; цифровой измеритель частоты (ИЧ) 24, информационный вход которого соединен с выходом СС, а вход стробирования с выходом инвертора; цифровой процессор (СР) 25 для вычисления отклонения профиля зеркала по нормали, по полярному радиусу и радиусу кривизны профиля антенны, входная шина данных которого соединена с выходом ИЧ, а его вход управления подключен к выходу инвертора; информационный контроллер (ИК) 26 для формирования цифровых кодов команд управления пространственным положением лазерного луча, оптическим усилением коллиматоров и фокусным расстоянием вариообъективов, выходные шины данных которого соединены соответственно через цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) (D/A1) 27 с приводом (ПР-1) управления оптическим усилением коллиматоров, через (ЦАП) (D/А2) 28 с приводом ПР-2 управления фокусным расстоянием вариообъективов, через ЦАП (D/АЗх и D/АЗу) 29 и 30 с приводами (ПР-3Х и ПР-3У) двумерных дефлекторов и с входом цифрового процессора, а вход управления ИК соединен с ГР и с шиной внешней синхронизации.

Из фиг. 2, 3 и свойств параболической поверхности (см. Драбкин А.Л. и др. Антенно-фидерные устройства. М. Советское радио, 1974) вытекают основные расчетные соотношения, необходимые для пояснения принципа действия и алгоритмов работы предложенного устройства для заданных декоративных координат точек X, Y, Z параболической антенны (КА) на входных шинах ИК.

Полярный радиус ρ точек поверхности антенны с центром в фокусе зеркала ρ , (1) где f фокусное расстояние параболоида.

Полярный угол Ψ точек поверхности антенны Ψ arctg (2) Полярный радиус ρ_к точек контролируемой поверхности антенны с учетом отклонения Δ ρ от эталонной формы ρ_к=ρ_э±Δ ρ. (3) Отклонение по нормали профиля антенны от эталонного Δ h=Δ ρ˙cos Ψ / 2 (4) Полярные углы Ψ_x и Ψ_y точек поверхности антенны в ортогональных плоскостях соответственно в плоскости XOZ Ψ_x= arctg (5) в плоскости YOZ
Ψ_y= arctg (6)
Координаты точек поверхности антенны в полярной системе
ρ (7)
Остальные геометрические соотношения следуют из фиг. 2:
R (8)
ζ arctgX/Y; (9)
r ρ cos Ψ (10)
Угол между нормалью к поверхности зеркала и полярным радиусом ρ равен Ψ/2.

На фиг. 4 приведены временные диаграммы сигналов управления и информационных сигналов в оптико-электронном блоке предлагаемого устройства.

На фиг. 4а приведены сигналы внешней синхронизации SYN длительностью τ_c.

На фиг. 4б импульсы U_гр генератора развертки, длительностью τ_p и интервалом Т_р, а на фиг. 4в инвертированные импульсом генератора развертки.

На фиг. 4г напряжение ГЛИН, управляющее частотой ГКЧ с периодом
Т_м τ_p + Т_р. (11)
На фиг. 4д показан закон изменения частоты ГКЧ с девиацией Δf_м f_п.max f_п.min на выходе линии задержки
f_п= f_п.min+ (t-t_D) (12) и (пунктиром) закон изменения модулирующей частоты f_L несущего лазерного луча, прошедшего между контролируемой и эталонной антеннами
f_L= f_п.min+ (t-t_L) (13)
Сигналы частот f_n и f_L поданы на вход смесителя с временным сдвигом Δf_L
Δt_L t_L t_D, (14) где t_L время задержки сигнала между антеннами;
t_D время задержки сигнала в линии задержки.

Оптический путь луча между КА и ЭА:
L L_o ±Δ ρ(1 + cos Ψ )
L_o± 2Δ h cos Ψ/2, (15)
где L_o Gf + H оптический путь луча между антеннами с эталонным профилем;
Н расстояние между фокусами антенны;
С скорость распространения волны 3˙10⁸ м/с.

Время задержки сигнала между антеннами
(16)
На фиг. 4е приведена диаграмма разностных частот на выходе смесителя: верхней разностной частоты на отрезке времени Δt_L
F_pв= f_L-f_n (t_D-t_L) (17) нижней разностной частоты на отрезке времени Т_м Δt_L
F_pн= f_n-f_L (t_L-t_D) (18)
На фиг. 4ж показана временная диаграмма нижней разностной частоты F_рн F_р на входе ИЧ на отрезке времени Т_р.

На фиг. 4з представлен на выходе СР цифровой код и знак отклонения профиля Δh контролируемой антенны от эталонного в область положительных и отрицательных значений ( ± Δh) по нормали к профилю. Из выражений (13)-(16), (18) нетрудно установить нижнюю разностную частоту на выходе ИЧ.

Разностная частота на выходе ИЧ
F_p= t-t+ (19) Где Т_м период сигналов ГЛИН. Из (19) получим расчетный алгоритм Δh
Δh (20) где F_м 1/Т_м частота модуляции ГКЧ;
F_o Δf_м F_м (t_Lo t_D), F_o разностная частота на выходе ИЧ, соответствующая отклонению Δh 0.

Таким образом, при F_р > F_o, Δh > 0; при F_р < F_o; Δh < 0; при F_р F_o, Δh= 0.

Отклонение Δρ профиля антенны вдоль полярного радиуса вычисляется по алгоритму
Δρ Δh/cos Ψ /2 (21)
Абсолютное значение полярного радиуса антенны определяется по соотношению (3).

Предлагаемое устройство функционирует следующим образом. Луч от лазера 1 модулируется по интенсивности модулятором 2, на вход которого подается электрический сигнал с линейной частотой модуляции (ЛЧМ) от ГКЧ 3, управление им производится от ГЛИН 4, период Т_м модуляции которого задает ГР 5. Далее модулированный лазерный луч коллимируется коллиматором 6, фокусируется объективом 8 и через осевое отверстие в контролируемом зеркале антенны направляется дефлектором 10 на поверхность 11 КА. Диаметр пятна d_п лазерного пучка на поверхности зеркала, с точки зрения разрешения и точности измерений должен иметь минимальное значение. Это достигается фокусировкой луча на поверхности зеркала объективом 8.

Диаметр пятна на поверхности 11 КА равен
d_п Θ_к f_в, (22) где Θ_к угловая расходимость луча на выходе коллиматора 6е;
f_в фокусное расстояние объектива 8. В свою очередь, угловая расходимость коллиматора
Θ_к= Θ_л/Г, (23) где Θ_л угловая расходимость лазерного луча;
Г оптическое усиление коллиматора.

С целью обеспечения равенства OF₁А лучей фокусному расстоянию f_вобъектива 8 для любых точек зеркала 11 с координатами X, Y, Z необходимо выполнить следующее условие:
f_в f + ρ. (24)
Тогда диаметр пятна на зеркале 11
d_п= (f+ρ) (25)
Из (25) следует, что, с целью выполнения условия d_п const для любых точек поверхности КА с координатами X, Y, Z, необходимо с изменением ρ изменить усиление коллиматора по следующему алгоритму:
Г Θ_л(f + ρ)/d_п. (26)
Техническая реализация выполнения условия d_п const на зеркале КА достигается размещением между модулятором и осевым отверстием КА 11 коллиматора 6 с приводом 7 управления оптическим усилением и вариообъектива 8 с приводом 9 управления фокусным расстоянием.

Указанные приводы соединены соответственно через ЦАП 27 и 28 с выходными шинами данных ИК, который формирует по заданным кооpдинатам X, Y, Z и параметрам f, Θ_л, d_п коды команд управления фокусным расстоянием вариообъектива 8 и усилением коллиматора 6 по следующим алгоритмам:
f_в= f+ (27)
Г f_в (28)
Дефлектор 10 предназначен для прецизионного двухкоординатного управления лазерным лучом в пространство КА от двухкоординатного привода 14. Коды сигналов управления формирует ИК 26 по алгоритмам (5) и (6). Выходные шины Ψ_х и Ψ_y ИК 26 соединены с приводом 14 через ЦАП 29 и 30. Для сканирования лазерного луча могут быть использованы, например, сканирующие виброустройства, разработанные научным центром "Вибротехника" Каунасского политехнического института им. Снечкуса.

Отраженный от КА 11 лазерный луч проходит параллельно оси системы до поверхности ЭА 12, отражаясь от него, падает на отражатель дефлектора 13, управляемого от привода 14 синхронно с дефлектором 10, и далее направляется через осевое отверстие в ЭА на последовательно и соосно установленные объектив 15 и коллиматор 17.

Введение ЭА, устанавливаемой соосно с КА и обращенной вогнутой поверхностью к вогнутой поверхности КА, обеспечивает постоянство хода лучей для любой точки на КА с координатами X, Y, Z, что является принципиальной основой построения предлагаемой системы на основе частотного метода дальнометрии, высокие потенциальные возможности которого по точности и диапазону измерений расстояний общеизвестны.

При распространении лазерного пучка между зеркалами из-за его расходимости размер сечения пучка на ЭА возрастает. По существу, этот пучок представляет собой угловой спектр плоских волн, идущих под различными углами к оси системы, которые имеют разный оптический ход лучей и временные задержки.

После детектирования в фотоприемнике на его выходе получим широкий спектр частот, который переносится после преобразования в смесителе в область разностных частот.

Широкий спектр разностных частот снижает помехозащищенность, однозначность, разрешение и диапазон измерений, а следовательно, снижает в конечном счете точность измерений.

С целью повышения разрешающей способности, помехозащищенности и диапазона измерений между осевым отверстием в ЭА и фотоприемником последовательно и соосно установлены вариообъектив 15 с приводом 16 и коллиматор 17 с приводом 18 управления оптическим усилением, так что размер рецепторного пятна на поверхности ЭА сохраняется постоянным для любой координаты поверхности ЭА. Приводы 16 и 18 управляются синхронно с приводами 9 и 7 сигналами с ЦАП 28 и 27. По существу, последовательное и соосное размещение вариообъектива 15 и коллиматора 17 с переменным оптическим усилением представляет собой перестраиваемый узкополосный пространственно-угловой фильтр, обеспечивающий постоянство размера рецепторного (воспринимающего) пятна на поверхности ЭА и выделяющего на выходе только луч измерительного пучка между КА и ЭА, что позволяет сузить спектр разностных частот до одной спектральной составляющей, а следовательно, повысить разрешение, помехозащищенность и в конечном счете точность измерений.

Размер пятна на ЭА определяется по формуле (24), а алгоритм управления фокусным расстоянием вариообъектива 15 и оптическим усилением коллиматора 17 описывается выражениями (27) и (28). Кроме того, обеспечение постоянства размера рецепторного пятна на ЭА позволяет обеспечить постоянство уровня сигнала на выходе фотоприемника 19, т.е. на входе смесителя 20, что исключает возникновение комбинационных частот при преобразовании, которые приводят к размытию спектра сигнала разностной частоты, а следовательно, к снижению точности измерений.

Сигнал с ЛМЧ с выхода фотоприемника, задержанный между КА и ЭА на время t_L, и сигнал с ЛЧМ с выхода ГКЧ, задержанный в линии 21 задержки на время t_D, смешиваются в смесителе 20. Мгновенные частоты указанных сигналов определяются соответственно выражениями (13) и (12).

Принципиально на выходе смесителя 20 выделяются спектры верхней (17) и нижней (18) разностных частот. С целью расширения диапазона измерений, повышения помехозащищенности и разрешения измеряемого отклонения профиля, а следовательно, в конечном счете повышения точности схемы совпадений (СС) 22 поступает на выход сигнал только нижней разностной частоты, определяемой выражением (19); для чего СС стробируется инвертируемыми импульсами ГР с выхода инвертора 23.

Разностная частота F_р, однозначно связанная с отклонением профиля Δh в соответствии с алгоритмом (20), преобразуется в цифровой код измерителем частоты (ИЧ) 24, стробируемым во времени инвертируемыми импульсами ГР с выхода инвертора 23.

Стробирование ИЧ на время измерения нижней разностной частоты повышает помехоустойчивость, ИЧ может быть выполнен по схеме аналого-цифрового преобразователя частоты (см. Зайцев Г.Ф. и др. Радиотехнические системы автоматического управления высокой точности. Киев: Техника, 1988, с. 23).

Код разностной частоты F_р вводится в цифровой процессор (СР) 25, куда введены также угол Ψ, F_o, Δf_м, F_м и С. СР 25 вычисляет Δh по алгоритму (20), Δ ρ по алгоритму (3), значение угла Ψ вычисляется в ИК 26 по алгоритму (2).

Вход управления СР 26 соединен с выходом инвертора 22, что позволяет стробировать работу СР на время измерения разностной частоты и тем самым также повышает надежность и помехоустойчивость системы.

Оценим точность и диапазон измерений отклонения профиля в предложенной системе. Из выражения (20) следует, что минимальное разрешение δ (Δh) составляет
δ(Δh) Например, при δF F_р F_o 1 кГц; С3 ˙ 10¹⁴ мкм/C; Δf_м 1000 МГц; Fм 1 МГц; Ψ 90^о
δ(Δh) 0,2 мкм
При использовании оптических модуляторов с полосой 2000 МГц и более разрешение составит менее 0,1 мкм, что лучше на порядок, чем в прототипе.

Диапазон измерений определяется, как следует из (20), максимальным значением F_o при F_р 0.

Например, при Δf_м 1000 МГц, Ψ= 90^о, F_м 1 МГц и разности Δt_Lo t_Lo t_D 10^-8с; F_o 10³ ˙ 10⁶ ˙ 10⁶ ˙ 10^-8 10 МГц
h 2·10⁶ мкм
В прототипе максимальное значение Δh составляет 150 мкм.

Таким образом, диапазон D Δh_max/ h_min измерений в прототипе составит D_п 150, в предложенной системе D_п 10⁷, т.е. диапазон измерений в предложенной системе расширен более чем в 10⁴ раз. Чтобы исключить неоднозначность отсчета Δh_п в предложенной системе, длительность τ_p импульса ГР должна быть по крайней мере в два раза больше, чем Δt_Lo, т.е.

τ_p≥2 Δt_Lo. В приведенном примере
τ_p > 20 нс.

Допуск на отклонение профиля СВЧ-параболических антенн составляет λ/16, где λ- рабочая длина волны антенны (см. Дорохов А.П. Расчет и конструирование АФУ. Харьков, 1960), Например, при λ 0,8 мм; Δh_доп 50 мкм, отсюда относительная погрешность измерений предложенной системы составляет
σ(Δh_п) 0,2% в известной системе
σ(Δh_и) 2% т.е. предложенная система имеет точность измерений на порядок выше, чем известная.

Сигналы управления фокусным расстоянием вариообъективов оптическим усилением коллиматоров и дефлекторами по заданным координатам X, Y, Z и параметрами f, Θ_л, d_п формируются информационным контроллером 26, выходные шины данных которого соединены с соответствующими приводами через ЦАП 27-30, а его вход управления ИК соединен с выходом ГР и с шиной внешней синхронизации.

Аппаратная реализация ИК 26 и СР 25 может быть выполнена на микропроцессорных комплектах, например, серии К 1801, К 1810 (см. Справочник. Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты ИС. Под ред. Шахнова, т. 2. М. Радио и связь, 1988).

По сравнению с известным техническим решением предложенная система для контроля формы параболических антенн обеспечивает повышение помехозащищенности за счет применения коллиматоров с управляемым оптическим усилением и вариообъективов с управляемым фокусным расстоянием, что позволяет получить минимальный и постоянный размер лазерного пучка на поверхности КА и ЭА и при этом выполнить пространственно-угловую фильтрацию осевых лучей пучка за счет введения в устройство обработки схемы совпадения и стробирования ИЧ и вычитателя (СР) только на время выделения нижней разностной частоты; увеличение пространственного разрешения за счет динамической фокусировки измерительного пятна на поверхности КА и рецепторного пятна на поверхности ЭА. Так, при f 500 мм, Θ_к 2 ˙ 10^-5 рад размер пятна на параболических поверхностях составит в соответствии с (22) d_п 500 ˙2˙ 10^-5 ˙10³ 10 мкм. Такое пространственное разрешение недостижимо контактными методами, а в прототипе реализация такого разрешения связана с уклонением приводов прецизионного перемещения лазера, чтобы удержать пятно касания на поверхности зеркала. Кроме того, динамическая фокусировка лучей на КА и ЭА позволяет поддерживать постоянным уровень сигнала на входе фотоприемника; расширение динамического диапазона на три и более порядка, чем в прототипе, за счет введения в систему оптического модулятора, управляемого ГКЧ, например по линейному закону, фотоприемника, смесителя и линии задержки.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФОРМЫ ПОВЕРХНОСТИ, содержащее лазер, два дефлектора с механизмом пространственного перемещения луча лазера, фотоприемник, вычислительный блок, контроллер управления перемещением, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, помехозащищенности, расширения диапазона измерений и повышения разрешающей способности, оно снабжено генератором линейно изменяющегося напряжения и генератором развертки, последовательно и соосно установленными по ходу лазерного луча оптической модулятор, электрический вход которого через генератор качающейся частоты и генератор линейно изменяющегося напряжения соединен с выходом генератора развертки, первым коллиматором с управляемым оптическим усилением с приводом перемещения подвижных элементов афокальной насадки объектива коллиматора, первым вариообъективом с управляемым фокусным расстоянием с приводом перемещения составных частей оптической системы вариообъектива, эталонной параболической антенной, обращаемой отражающей поверхностью к отражающей поверхности контролируемой антенны, вторым вариообъективом с управляемым фокусным расстоянием с вторым приводом перемещения составных частей оптической системы вариообъектива, вторым коллиматором с управляемым оптическим усилением с вторым приводом перемещения подвижных элементов афокальной насадки объектива коллиматора, линией задержки, генератором качающейся частоты, схемой совпадения, цифровым измерителем частоты, инвертором, четырьмя цифроаналоговыми преобразователями, вычислительный блок выполнен цифровым, выход фотоприемника соединен с первым входом смесителя, второй вход которого через линию задержки соединен с выходом генератора качающейся частоты, а выход смесителя соединен с первым входом схемы совпадения, второй вход которой через инвертор соединен с выходом генератора развертки, информационный вход цифрового измерителя частоты соединен с выходом схемы совпадения, а вход стробирования соединен с выходом инвертора, входная шина данных цифрового вычислительного блока соединена с выходом измерителя частоты, а его вход управления подключен к выходу инвертора, выходные шины данных контроллера через цифроаналоговые преобразователи соединены с приводами управления, а вход управления контроллера соединен с входом генератора развертки и шиной внешней синхронизации, механизм пространственного перемещения выполнен в виде привода, соединенного с дефлекторами, размещаемыми в фокусах параболических антенн.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4